Más inteligente, más preciso y más preciso: cómo la IA cambia los vuelos al espacio

Nosotros en Binary District hemos lanzado un nuevo curso en IA para negocios . En el curso, hablamos mucho sobre el uso práctico de la inteligencia artificial en diversas industrias: venta minorista, medios de comunicación y medicina.

Pero la automatización ayuda a las personas no solo en la Tierra. En este artículo, hemos recopilado ejemplos de cómo se puede usar la IA (o ya se está usando) para la exploración espacial.



Hay siete casos bajo el corte: desde la predicción de tormentas en el Sol hasta el rescatador robótico espacial.

1. Predecir tormentas solares y proteger contra asteroides

Los científicos del Frontier Development Lab de la NASA, en colaboración con Microsoft e IBM, están trabajando en sistemas de autoaprendizaje para predecir la fuerza y ​​la magnitud de las tormentas solares. Si tienen éxito, pueden usarse no solo para determinar el clima de los nuevos planetas y su idoneidad para la vida, sino también para encontrar recursos naturales.

El laboratorio fue fundado por el empresario neozelandés James Parr, inspirado en el Gran Desafío de Asteroides de Obama en 2013. Parr invitó a la NASA a trabajar juntos en un proyecto que incorpora desarrollos avanzados de IA en proyectos para proteger la Tierra de los asteroides y otros peligros. Según Parr, la inteligencia artificial es la única tecnología que los astrónomos aún no han logrado apreciar.

2. Abrir exoplanetas

La inteligencia artificial también ayuda a los científicos a descubrir nuevos planetas. El telescopio Kepler, equipado con un algoritmo de IA, se lanzó al espacio en marzo de 2009 y funcionó durante casi una década: durante este tiempo, los astrónomos han encontrado más de 2.600 exoplanetas con él. Por ejemplo, a fines de 2017, ayudó a encontrar al gemelo del sistema solar al descubrir los planetas Kepler 80g y Kepler 90i en el sistema estelar Kepler-90 en la constelación del Dragón.

"Es como buscar una aguja en un pajar", Chris Shallu, ingeniero senior de Google AI, uno de los investigadores del proyecto, durante una conferencia telefónica de descubrimiento.

En octubre de 2018, su tanque de combustible estaba vacío y el telescopio completó la misión. Sin embargo, después de que Kepler terminó de buscar nuevos mundos, los astrónomos pudieron descubrir otros 104 exoplanetas utilizando los datos y la información que recopiló del telescopio Gaia.


Telescopio Kepler Render (NASA)

Para lograr este resultado, los investigadores entrenaron el algoritmo utilizando datos de la NASA. Después de estudiar 15 mil señales de prueba, el telescopio pudo determinar correctamente el planeta en el 96% de los casos.

3. Hacer informes de la ISS

Si Pixar diseñó el robot, se habría visto exactamente igual (JAXA / NASA)

La Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) desarrolló Int-Ball, un dron controlado a distancia que lleva a cabo experimentos en la cámara a bordo de una estación espacial y los envía a la Tierra.

Todos los elementos Int-Ball están impresos en una impresora 3D, se mueve con la ayuda de 12 hélices, y está guiado dentro de la ISS por marcadores de puntos rosas pegados.

Un robot pequeño de ojos grandes (pesa solo un kilogramo Int-Ball, diámetro - 15 cm) facilita la sincronización de la tripulación y la tripulación en la Tierra. El dron asumió varios deberes de astronautas y redujo su carga de trabajo en un 10%. Está previsto que en el futuro Int-Ball pueda rastrear las existencias de productos y reparar piezas rotas del barco.

Primeros videos realizados por Int-Ball

4. Ayuda a las máquinas a aterrizar

Los desarrollos modernos que usan IA están haciendo gradualmente que el software y la tecnología sean más autónomos, capaces de autoaprendizaje. Los desarrollos más esperados en esta área son naves capaces de corregir independientemente el camino relativo a la órbita, operando en piloto automático y aterrizando en una estación espacial.


AI también ayuda a la NASA a crear conceptos de módulos de aterrizaje interplanetario. Por ejemplo, tal

Elegir un sitio para plantar es una tarea compleja y multidimensional. Es necesario que la superficie sea relativamente lisa, iluminada (si el dispositivo funciona con baterías solares), de modo que el sitio sea interesante para los investigadores. Además, estas condiciones deben observarse en un área suficientemente grande, en caso de que la sonda no se asiente en un lugar designado con precisión, sino al lado. Además, las decisiones deben tomarse sobre la base de datos incompletos y heterogéneos sobre la superficie del planeta, recopilados de varias fuentes.

Para resolver este problema, los científicos han desarrollado un sistema basado en IA que selecciona un lugar de aterrizaje adecuado para la misión marciana. El desarrollo se describe en detalle aquí . La tecnología se basa en la teoría de la lógica difusa. A diferencia de la lógica ordinaria, las declaraciones pueden ser no solo verdaderas y falsas. La lógica difusa utiliza conceptos como "una declaración es verdadera con tal y tal probabilidad" o "una declaración es verdadera en tal o cual medida".

Usando datos sobre el terreno, el aire, la composición del suelo y otras condiciones en diferentes puntos de Marte, el sistema selecciona automáticamente los lugares adecuados para el aterrizaje del rover. El programa funciona así: divide la superficie de Marte en pequeñas secciones, asigna un número de 0 a 1 a todos (0: no apto para aterrizar, 1: adecuado para aterrizar), agrupa áreas favorables y las ofrece a los astrónomos.

En teoría, el programa puede funcionar en la dirección opuesta: seleccione el rover de Marte adecuado para estudiar un paisaje específico. Los autores del proyecto esperan que pronto tales algoritmos puedan usarse para crear vehículos autónomos que se comuniquen con la Tierra solo en casos de emergencia. Esto haría que explorar nuevos planetas sea mucho más eficiente y rápido.


Busca una ubicación adecuada

Según el ingeniero de la NASA Hiro Ono, las naves espaciales autónomas ya están en desarrollo: tal vez Europa, una de las lunas de Júpiter, se convertirá en el próximo destino para los científicos.

5. Seguimiento de la radiación

Un gran peligro para la salud de los miembros de las tripulaciones espaciales es la radiación radiactiva. Durante el vuelo, los astronautas se encuentran inmediatamente con dos tipos de radiación ionizante: erupciones solares y rayos cósmicos. La exposición prolongada a tales rayos destruye las cadenas de ADN. El cuerpo puede reparar las roturas, pero durante la "reparación" a menudo ocurren errores que conducen a mutaciones.

Científicos de todo el mundo están realizando investigaciones conjuntas en el campo de la IA para monitorear constantemente la salud de los astronautas durante el vuelo. La aparición de tecnología que puede rastrear cambios mínimos en la condición de los miembros de la tripulación le permitirá actuar a tiempo y evitar graves consecuencias.

6. Se un amigo

Volar al espacio es un gran estrés para una persona, y no solo desde un punto de vista físico. Pasar largos meses lejos de la familia, a menudo sin la capacidad de contactarlos, es una prueba difícil incluso para los más experimentados y capacitados. Los científicos esperan que las nuevas tecnologías ayuden con esto. CIMON (Interactive Mobile Command Satellite) es el primer asistente de inteligencia artificial, encargado por el Centro Alemán de Aviación y Cosmonáutica. Airbus e IBM han desarrollado un asistente virtual para facilitar vuelos largos para los miembros de la tripulación.

Un robot que parece una pelota de fútbol está equipado con varias cámaras de video, micrófonos, sensores y procesadores: con su ayuda, se comunica con los astronautas. Doce ventiladores incorporados le permiten volar en todas las direcciones, asentir y sacudir la cabeza.

La función principal de CIMON a bordo de un barco o una estación espacial es dar instrucciones para completar tareas complejas o reparar partes de un barco (puede buscar y organizar información rápidamente). Pero CIMON no es solo un asistente, también tiene un papel social: comunicarse con los astronautas durante los vuelos largos. Es por eso que los desarrolladores agregaron una función de reconocimiento facial y un elemento "humano" en forma de una amplia sonrisa en la pantalla.

7. Salva a los astronautas

La investigación en esta área se lleva a cabo en Rusia. El primer robot de rescate humanoide Fedor (FEDOR - Final Experimental Demonstration Object Research), desarrollado por la Advanced Research Foundation y la Android Technology ONG, puede convertirse en un miembro de la tripulación ya en 2021. El robot puede conducir un automóvil, superar una carrera de obstáculos, usar herramientas de construcción, navegar por el terreno y levantar cargas de hasta 20 kg. Por el momento, este es el único robot antropomórfico que puede gatear a cuatro patas.

Para interactuar con el mundo exterior, Fedor utiliza dos cámaras, una cámara termográfica, un micrófono, un GPS y varias docenas de láseres: este equipo le permite construir un diagrama tridimensional del entorno y realizar tareas con mayor precisión. Fedor tiene cuatro modos de operación: autónomo, supervisor, copiado y combinado.

Otra de sus características es el sistema de par inverso o comunicación sensorial. El operador controla el robot usando un traje especial, y el robot transmite información a través del traje al operador. Así, por ejemplo, el gerente puede sentir cuán pesada es la carga que levanta a Fedor. En septiembre de 2018, Fedor fue transferido a Roscosmos , donde estará preparado para el vuelo en la nave espacial de la Federación.

En los últimos años, los vuelos al espacio se han vuelto más fáciles y seguros, pero en el campo de la ingeniería espacial hay muchas tareas sin resolver. Las naves de piloto automático, los robots sociales y otros desarrollos de inteligencia artificial pueden ayudar a lidiar con estos problemas al hacer que otros planetas estén más cerca y sean más accesibles.